من السهل نسبيًا أن تصنع المجرات النجوم. ابدأ بمجموعة عشوائية من الغازات والغبار. عادة ما تكون تلك النقط دافئة جدًا. لتحويلها إلى نجوم ، عليك تبريدها. عن طريق إلقاء كل حرارتهم في شكل إشعاع ، يمكنهم الضغط. تفريغ المزيد من الحرارة ، وضغط أكثر. كرر لمدة مليون سنة أو نحو ذلك.
في النهاية تنكمش وتتقلص قطع سحابة الغاز ، وتضغط نفسها في عقدة صغيرة ضيقة. إذا ارتفعت الكثافة داخل تلك العقد بشكل كافٍ ، فإنها تثير اندماجًا نوويًا وفويلا: تولد النجوم.
عندما نلاحظ المجرات الضخمة ، نرى كميات هائلة من الأشعة السينية تنطلق بعيدًا عن نوىها. هذا الإشعاع ينقل الحرارة بشكل طبيعي. يبرد هذا الإشعاع بشكل طبيعي المجرات ، خاصةً في قلبها. لذا ، يجب أن يكون الغاز في القلب مضغوطًا وانكماشًا في الحجم. يجب أن تنتبه المواد المحيطة وتسقط خلفها ، وتدخل نفسها في القلب.
وليس فقط القليل: ما يصل إلى ألف كتلة شمسيةكل سنة يجب أن ينهار في نوى المجرات الأكثر ضخامة لأنها باردة ، باردة ، باردة.
يجب أن يؤدي هذا التبريد والضغط الهائل ، بكل الحقوق ، إلى إطلاق كميات هائلة من تكوين النجوم. بعد كل شيء ، لديك الظروف المناسبة تمامًا: الكثير من الأشياء المبردة في جيوب صغيرة صغيرة.
لذا في هذه المجرات ذات الأحمال من الأشعة السينية ، يجب أن نرى أطنانًا من النجوم الجديدة تظهر.
نحن لا.
هذه مشكلة.
يجب أن يحافظ شيء ما على هذه المجرات دافئة على الرغم من فقدان الحرارة الكبير الناتج عن انبعاث الأشعة السينية. يجب أن يمنع شيء ما الغاز من الانضغاط بالكامل لتصنيع النجوم. يجب أن يحافظ شيء ما على أضواء النجوم منخفضة.
كما هو الحال مع معظم الألغاز في علم الفلك ، هناك العديد من الأفكار ، كلها مع نقاط القوة والضعف الخاصة بها ، ولا يوجد أي منها مرضٍ تمامًا. تشمل الآليات المتنوعة المستخدمة لشرح هذا اللغز ردود فعل المستعرات الأعظمية ، وموجات الصدمة القوية التي تنفجرها النجوم الضخمة ، والمجالات المغناطيسية التي تتحول إلى أسلاك ، وحتى تغيير شكل المجرة تمامًا لمنع المزيد من التبريد.
ربما تكون أسهل الأشياء هي إلقاء اللوم على الثقوب السوداء الهائلة التي تقع في وسط المجرات. عندما يبرد الغاز ويتدفق إلى الداخل ، يسحب نفسه إلى الثقب الأسود. تتغذى دوامة الامتصاص الضخمة للجاذبية من الغاز ، وتدفعه إلى الأسفل. ولكن مع كل هذا الغاز المضغوط في مثل هذا الحجم الصغير ، فإنه يسخن بشكل هائل.
في بعض الأحيان ، إذا كان مزيج القوى المغناطيسية القوية مناسبًا تمامًا ، يمكن أن تتدفق تيارات الغاز حول الثقب الأسود ، بالكاد تتجنب النسيان تحت أفق الحدث ، والرياح والدوامة حولها ، تنفجر في نهاية المطاف خارج المنطقة في شكل طويل ورفيع طائرة نفاثة.
هذه الطائرة تحمل الكثير من الطاقة. طاقة كافية لتسخين قلب المجرة بالكامل ، مما يمنع المزيد من التبريد.
إذا لم يكن ذلك جيدًا بما فيه الكفاية ، فإن الإشعاع الشديد المنبعث من الغاز الساخن المكثف عندما يتم دفعه إلى أسفل حفرة الثقب الأسود يمكن أن ينفجر في محيطه ، مما يوفر أكثر من الحرارة الكافية لوقف - وحتى عكس - تدفق الغاز البارد .
يمكن.
هذا السيناريو جذاب بالتأكيد ، لأنه أ) شائع حقًا و ب) قوي حقًا. للوهلة الأولى ، إنها فاصلة مثالية ، لكن الطبيعة ، كالمعتاد ، كعادة تحول إلى سيئ. المشكلة هي أن تغذية الثقوب السوداء هي أنظمة معقدة بشكل خيالي ، مع اختلاط جميع أنواع العمليات الفيزيائية معًا ، مما يجعل من الصعب دراستها.
ألن تعرف ذلك ، عندما نحاول محاكاة هذه السيناريوهات على جهاز كمبيوتر ، باتباع الفيزياء بأفضل ما نستطيع وبأفضل فهم ، لدينا الكثير من المشاكل في إدخال كميات الطاقة المناسبة في الأماكن المناسبة. في بعض الأحيان تستمر المجرات في التبريد. أحيانا يفجرون. في بعض الأحيان يتقلبون ذهابًا وإيابًا بين التدفئة والتبريد بسرعة كبيرة.
على الرغم من عدم وجود صورة كاملة ونهائية حتى الآن ، إلا أن الباحثين يحرزون تقدمًا ثابتًا ، وإن كان بطيئًا ، في فهم العلاقة بين الثقوب السوداء العملاقة والمجرات المضيفة لها. في بحث حديث ، استخدم العلماء المحاكاة الحاسوبية المتقدمة لمحاولة فحص تلك الصورة الكاملة ، بما في ذلك أكبر قدر ممكن من الفيزياء التفصيلية.
ووجدوا أنه عندما يتعلق الأمر بهذه العمليات الرائعة التي تتميز بقوة الطبيعة الرائعة الرائعة في أهميتها وخفاياها. من المؤكد أن الإشعاع الشديد الناتج عن الغاز المتصاعد والطائرات التي تهرب من قرب السطح الفتاك للثقوب السوداء يلعب دورًا في تنظيم درجات حرارة المجرات. لكنهم غالبًا ما يفشلون ، ويسيئون استخدام طاقاتهم في الأماكن الخاطئة أو الأوقات الخاطئة.
لكن الإشعاع والطائرات ليست هي الأشياء الوحيدة التي تدفعها الثقوب السوداء المركزية الهائلة. أشعة كونية ، جزيئات صغيرة مشحونة تسير بسرعة قريبة من سرعة الضوء ، تغمر المنطقة المحيطة بميلستروم. فهي تساعد في نقل الحرارة بوتيرة لطيفة ومتساوية ، مما يجعل نبض قلب المجرة يسير بإيقاع منتظم.
بالإضافة إلى ذلك ، هناك اضطراب جيد من الطراز القديم ، مع موجات صدمة متدحرجة ومزاج سيئ عام مدفوعًا بالنوبات المشتعلة في المركز. يقوم هذا الاضطراب بعمل جيد في منع الغاز المحيط من التبريد تمامًا والانفجار في تكوين النجوم.
فهل هذه هي القصة الكاملة؟ بالطبع لا. المجرات حية ، وتتنفس مخلوقات ، مع محركات جاذبية ضخمة تقود قلوبهم ، وتدفقات غاز متداخلة تتشكل من قوى قوية - وأحيانًا غريبة -. إنها مشكلة صعبة الدراسة ، لكنها مشكلة رائعة ، لأنه من خلال تحديد العلاقة بين المجرات وثقوبها السوداء ، كما يتم توصيلها من خلال تدفقات وتعطيل الغاز البارد ، يمكننا محاولة فتح قصة تطور المجرة نفسها.
اقرأ المزيد: "الأشعة الكونية أو الاضطراب يمكن أن يمنع تدفقات التبريد (حيث يفشل التسخين الحراري أو حقن الزخم)"
